碳基/软磁合金复合材料的巨磁阻抗效应研究进展

张毅

(上海师范大学数理学院，上海200234)

碳基/软磁合金复合材料的巨磁阻抗效应研究进展

张毅

(上海师范大学数理学院，上海200234)

摘要:传统巨磁阻抗材料重量大、成本高、功能单一．将软磁合金材料与新型碳材料(碳纤维、石墨烯)进行复合，保证巨磁阻抗效应高灵敏度的同时，兼顾碳材料的诸多优势．针对两类典型碳材料，分别研究其与Fe基软磁合金组成的复合材料的结构、静态磁性、巨磁阻抗特性，并将该类新型材料的巨磁阻抗性能与传统材料进行对比．结果发现:软磁合金包裹的碳纤维丝的巨磁阻抗效应优异;石墨/FeNi合金组成的层状结构复合材料能够在低频下获得优异的巨磁阻抗性能．

关键词:碳纤维;软磁合金;巨磁阻抗效应;石墨烯

0引言

当微小交流电通过软磁导体材料，材料的交流复阻抗会在外加直流磁场下呈现巨大的变化，这就是巨磁阻抗(GMI)效应[1]．

从物理过程上分析，巨磁阻抗效应起源于软磁材料的横向磁导率，其依赖关系如以下公式所示: δm=，其中δ为趋肤深度，σ为材料电导率，ω为交流信号的角频率，μt为横向磁导率．因此，材料的阻抗可以通过样品的几何尺寸、磁导率、电导率等因素来调整．对于软磁材料，其优异的软磁特性是保证其GMI效应的关键，一般要求其具有高饱和磁化强度、低剩磁、低矫顽力、高磁导率等．

从材料体系上分析，早在1992年，日本Mohri教授在CoFeSiB非晶丝中发现了巨磁阻抗效应[2]．随后，为了细化晶粒、增强饱和磁化强度等原因，多……